衛(wèi)星通信概述精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的衛(wèi)星通信概述主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：衛(wèi)星通信概述范文

進行了寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)的概述，同時從物理層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層三方面介紹了寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)中的可靠關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】

寬帶衛(wèi)星；通信網(wǎng)絡(luò)；傳輸技術(shù)

科學技術(shù)的發(fā)展推動了通信技術(shù)的發(fā)展，寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生。寬帶衛(wèi)星通信能夠為多媒體提供通信方式，這種通信方式無所不在。在一些高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)如多媒體廣播等，時延要求較低，且具有傳播性質(zhì)的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面，這種通信方式很有優(yōu)勢。地面覆蓋面廣、網(wǎng)絡(luò)一體化等都是寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點，這已經(jīng)成為當前熱點之一，因此，對寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)中可靠傳輸技術(shù)的研究不可不提。

1寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)概述

寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)對于通信技術(shù)的發(fā)展有很重要的意義，了解傳輸技術(shù)之前，對寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)進行簡述，簡述分為當前寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀、寬帶衛(wèi)星通信的發(fā)展前景兩方面的內(nèi)容：

1.1寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀科技的進步推動了通信的發(fā)展與進步，同時通信基礎(chǔ)的日漸完善加上近來發(fā)展迅速的多媒體行業(yè)也對寬帶衛(wèi)星通信的發(fā)展貢獻了很大力量，因此對寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)的研究一直在進行，各個國家都沒有停止，而且對成為當前通信的新熱點之一的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的研究也在進行且有一定進展。該系統(tǒng)在遠距離通信傳輸方面將衛(wèi)星通信的作用發(fā)揮得很好，不僅如此，它還能夠提供多種通信方式以供選擇如從話音到數(shù)據(jù)、從單一通信到多媒體通信、從固定到移動等。寬帶衛(wèi)星的面向范圍很廣，企業(yè)集團、多媒體提供商、衛(wèi)星數(shù)字電視直播、寬帶接入、交互式遠程教育等都是其應(yīng)該涉及到的范圍，要注意個人服務(wù)應(yīng)是其發(fā)展的主要方向，而且在前文說到的一些高速數(shù)據(jù)領(lǐng)域中，寬帶衛(wèi)星還有很大的優(yōu)勢性。

1.2寬帶衛(wèi)星通信的發(fā)展前景Internet的迅速發(fā)展，使得寬帶衛(wèi)星通信市場前景十分可觀。從互聯(lián)網(wǎng)誕生的一刻到現(xiàn)在，多媒體網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展到很大規(guī)模，成為全球最大，其中幾乎包括了所有通信系統(tǒng)，且發(fā)展仍然十分迅速，各個網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都在改進IP業(yè)務(wù)的質(zhì)量，而衛(wèi)星通信能夠遠距離傳輸且覆蓋范圍廣，新的衛(wèi)星系統(tǒng)下，全球通信設(shè)施可以得到全面加強。衛(wèi)星系統(tǒng)也在受著Internet日新月異的新業(yè)務(wù)的影響，故其發(fā)展前景十分廣闊。加上由于未來龐大的潛在需求和寬帶多媒體衛(wèi)星通信技術(shù)基礎(chǔ)的強化以及頻率資源等各項基礎(chǔ)，寬帶衛(wèi)星將提供一種特殊形式的Internet———即在空中運行，這種形式很符合用戶需求，而且有很高的接入能力，能夠為用戶提供高速服務(wù)；同時也可以提供寬帶數(shù)據(jù)廣播業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)文件廣播與多媒體流式文件都被包含在內(nèi)；此外也將被運用到各個領(lǐng)域，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。

2寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸技術(shù)

寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)可以說是寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，下面介紹在寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中的可靠關(guān)鍵技術(shù)，主要從物理層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)和傳輸層技術(shù)三方面展開敘述：

2.1物理層技術(shù)為了降低衛(wèi)星系統(tǒng)地面段的成本，可以采用衛(wèi)星間雙向通信道路，即星間鏈路，星間鏈路還可以使系統(tǒng)空間段變得更為靈活。低層協(xié)議的正確選擇關(guān)乎到星間鏈路的可靠數(shù)據(jù)傳輸。從導(dǎo)航和數(shù)據(jù)采集來看，自治星座取決于可靠的數(shù)據(jù)傳輸，必須保證信息傳輸?shù)恼_性、順序性，使其沒有重復(fù)，不會出現(xiàn)多余延時，此外，對數(shù)據(jù)速率、距離和功率等多個方面的需求都要在考慮范圍之內(nèi)。此外，系統(tǒng)的抗干擾能力和安全保密能力也應(yīng)該是寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)星間數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的可靠性表現(xiàn)。

2.2網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)主要包括與星座有關(guān)的路由、組播和QoS三方面的內(nèi)容。星座系統(tǒng)一種非靜止軌道衛(wèi)星系統(tǒng)，星際鏈路是其大多都有的，切換是該網(wǎng)格狀星座系統(tǒng)中的一個問題，加上星際鏈路，更是使得衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)拓撲的復(fù)雜性有所增加。一種是極軌道星座，衛(wèi)星相對速度太快，無法建立兩個反向軌道面之間的星際鏈路；另一種則是玫瑰星座，出現(xiàn)曼哈頓模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變形結(jié)構(gòu)，即為一種完全環(huán)形的網(wǎng)格狀拓撲。以上所說兩種星座都能夠通過星際鏈路實現(xiàn)路徑連接。衛(wèi)星的高速運動，加上拓撲的高度變化，使路由出現(xiàn)了許多問題，拓撲信息的不斷改變造成了地軌衛(wèi)星系統(tǒng)中信息的不徹底性，即信息不能得到及時更新。這就需要根據(jù)實際情況，起到屏蔽衛(wèi)星移動性的目的。帶有星際鏈路的星座系統(tǒng)不論是太空部分還是地面部分，信道容量都很大，而天空與地面的接口部分，則成為需要解決的一大問題。若是將組播用于將數(shù)據(jù)傳送到更廣地區(qū)得地面終端，則能夠打破無線接口的有限性的限制，不必利用虛電路進行復(fù)制分組。差別服務(wù)和綜合服務(wù)是QoS管理機制的兩種方法，在通信中，衛(wèi)星鏈路的一些特性可能導(dǎo)致其損害。能夠無縫接入基于IP的地面網(wǎng)絡(luò)，是比較理想的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

2.3傳輸層技術(shù)網(wǎng)絡(luò)可能會在寬帶時延較大的寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中，出現(xiàn)堵塞情況，影響視頻或者話音業(yè)務(wù)的提供，可能使其發(fā)生丟包或者延時，即中斷。出現(xiàn)中斷是因為寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)受到TCP分組流強突發(fā)傳輸?shù)挠绊懀@種TCP分組流還可能會影響TCP流本身的性能。

3總結(jié)

寬帶衛(wèi)星IP通信網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸技術(shù)影響著寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，需要不斷研究，發(fā)展現(xiàn)有的衛(wèi)星系統(tǒng)，加快世界發(fā)展。

參考文獻

[1]徐碧越，陳紹山.國內(nèi)外衛(wèi)星寬帶多媒體傳輸發(fā)展[J].上海信息化，2014（5）：81~83.

[2]李宏.衛(wèi)星單向廣播鏈路IP數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)[J].計算機與網(wǎng)絡(luò)，2012，38（6）：48~51.

第2篇：衛(wèi)星通信概述范文

1 VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述

1.1 VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成及連接方式

VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要包括三部分。第一，是主站。主站就是指樞紐站。主站中包括天線、VSAT主站終端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)控制中心等。其中，天線使用的是圈套口徑的天線，這樣可以有效減少發(fā)射功率。主站在VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)中具有比較重要的作用，可以對整個通信系統(tǒng)的運行過程進行監(jiān)控和管理；第二，是通信衛(wèi)星。通信衛(wèi)星其實就是中轉(zhuǎn)站，可以對地球傳輸過來的信號進行處理，并將其傳回到地球上；第三，是小站。小站包括兩部分，一部分是安裝在戶外，通常是安裝在建筑物的頂層。另一部分要安裝在室內(nèi)。戶內(nèi)的設(shè)備和戶外的設(shè)備是連接在一起的，大多是通過電纜相連。VSAT小站具有語音功能，可以進行通話。這樣，電話網(wǎng)上的用戶就可以通過小站和主控站進行通話。

VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要是通過軟件對系統(tǒng)工作過程進行控制。VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)支持多種連接方式，可以根據(jù)用戶的要求選擇連接的方式。VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的連接方式可以歸納為兩種，分別為點多點連接和點對多點連接。首先，介紹點對點連接。點對點連接是通過空間信道完成的。在實踐過程中，采用點對點的連接方式可以選擇下述幾種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?。第一種是異步字符透明傳輸。其中包括雙向數(shù)據(jù)傳輸和單向數(shù)據(jù)傳輸兩種方式。數(shù)字廣播行業(yè)中使用的是單向數(shù)據(jù)傳輸方式，如果是字符型終端則應(yīng)采用雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑坏诙N是同步位透明傳輸。其中也包括雙向數(shù)據(jù)傳輸和單向數(shù)據(jù)傳輸兩種方式。在開展點多點廣播業(yè)務(wù)時可以采用單向數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?。其次，介紹點對多點連接。點對多點連接包括兩種形式，一種是同一小站不同的數(shù)據(jù)端口和主站同一端口連接在一起。另一種是不同小站數(shù)據(jù)端口和主站同一端口連接在一起。異步字符廣播式、同步位透明廣播方式等均屬于點對多點的連接方式。

1.2 SAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點

相比于一般的通信系統(tǒng)來說，VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有下述特點。第一，VSAT衛(wèi)星通信的容量比較大，成本比較低；第二，VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)中衛(wèi)星的體積不斷增大，轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)量不斷增多；第三，隨著VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了微型地球通信網(wǎng)，可以滿足更多用戶的使用需求；第四，VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)在使用的過程中不會受到地形、地物的影響，對使用環(huán)境條件的要求比較低；第五，VSAT衛(wèi)星通信設(shè)備安裝過程比較簡單，1到2天就可以開通一個VSAT小站；第六，VSAT衛(wèi)星通信的質(zhì)量比較高，很少會出現(xiàn)信息傳輸錯誤的現(xiàn)象。

2 VSAT衛(wèi)星通信存在的問題

（1）投資者對VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)了解不全面。早在上世紀80年代就出現(xiàn)了VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)，但直到90年代也沒有人進行相關(guān)方面的投資。后來，一些投資者進行了VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的投資，但并沒有了解清楚VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)，只是認為VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)屬于高新技術(shù)，投資的回報率會比較高。當發(fā)現(xiàn)在短時間內(nèi)難以取得回報時，很多投資者都撤資了；（2）缺少有利的市場經(jīng)濟條件。目前，我國雖然已經(jīng)開放了VSAT衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)，但卻對VSAT公司進行了很多的限制，從而影響了VSAT公司的發(fā)展；（3）沒有形成行業(yè)管理特色。VSAT衛(wèi)星通信行業(yè)發(fā)展的速度比較快，在其快速發(fā)展的過程中相關(guān)的制度規(guī)定卻還不完善。再加上VSAT衛(wèi)星通信行業(yè)本身涉及到的業(yè)務(wù)比較多，管理比較復(fù)雜，從而使得很多VSAT公司不知道該如何管理，沒有形成行業(yè)管理特色，進而影響了管理的效果。

3 VSAT衛(wèi)星通信的應(yīng)用

目前，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)在不斷完善，在各行各業(yè)中都具有較為廣泛的應(yīng)用。例如，在金融、證券、地質(zhì)、交通、物流等領(lǐng)域中都會涉及到VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)。本文將以某煙草全國衛(wèi)星通信專用網(wǎng)為例，介紹一下VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)的具體應(yīng)用過程。

某省是我國煙草生產(chǎn)的重點地區(qū)，對于全國煙草市場的發(fā)展具有重要的影響。建立全國衛(wèi)星通信專用網(wǎng)可以更好地追蹤卷煙生產(chǎn)銷售的信息。全國衛(wèi)星通信專用網(wǎng)中主要包括兩部分。一部分是地面段。其中主要包括中心控制站和VSAT小站。中心控制站有一個。VSAT小站有2214個，在全國各個連鎖店。另一部是空間段。其中主要是Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器。在全國衛(wèi)星通信專用網(wǎng)中使用了兩種類型的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。一種是雙向數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，主要是用于中心控制站和小站之間的數(shù)據(jù)通信。另一種是電話網(wǎng)，主要是為了滿足電話通信的需求。電話通信網(wǎng)采用的是SCPC/DAMA制式，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)采用的是TDM/TDMA制式。如果是從中心控制站向小站傳輸數(shù)據(jù)，則需要經(jīng)過TDM信道。如果是從小站向中心控制站傳輸數(shù)據(jù)，則需要經(jīng)過TDMA信道。

第3篇：衛(wèi)星通信概述范文

針對寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)RSM-A進行簡要介紹，其中包括系統(tǒng)組成、協(xié)議棧結(jié)構(gòu)、通信體制等，并對其空中接口物理層功能進行闡述，為系統(tǒng)設(shè)計者提供參考。

作為衛(wèi)星通信的重要發(fā)展方向。寬帶衛(wèi)星通信日益受到人們的重視，2004年起，歐洲標準化組織ETSI相繼出臺了一系列寬帶衛(wèi)星通信的標準，為寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的設(shè)計提供指導(dǎo)與參考。其中基于星上再生處理的網(wǎng)狀衛(wèi)星系統(tǒng)(Regenerative Satellite Mesh RSM-A)采用星上再生式處理轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，可實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)用戶終端之間的單跳通信，日前已在休斯公司研制的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)Spaceway3上成功應(yīng)用。

概述

1.系統(tǒng)組成及接口定義

(1)系統(tǒng)組成

RSM-A系統(tǒng)作為寬帶多媒體衛(wèi)星通信(Broadband Satellite Mesh BSM)系統(tǒng)的一種實現(xiàn)方式，主要由網(wǎng)絡(luò)運行控制中心、寬帶通信衛(wèi)星，用戶終端、用戶設(shè)備等實體組成，各實體功能如下：

網(wǎng)絡(luò)運行控制中心(Network OperatIon Control Center NOCC)：主要功能包括控制用戶終端接入控制，網(wǎng)絡(luò)實體的管理、地址解析及資源管理等相關(guān)功能。

衛(wèi)星載荷：衛(wèi)星的一部分，完成空中接口的功能。在本系統(tǒng)中，星上采用快速包交換方式，可在鏈路層為用戶終端提供單播、組播、廣播服務(wù)。

用戶終端(ST)：安裝在用戶側(cè)，可為IP業(yè)務(wù)在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的傳輸提供服務(wù)。

用戶設(shè)備：為運行應(yīng)用層程序的實體(通常為PC)，可以直接連接用戶終端，也可通過用戶網(wǎng)絡(luò)與用戶終端相連，用戶設(shè)備存有到一個或多個目的用戶終端的路由信息，可將IP數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至目的用戶設(shè)備。(2)網(wǎng)絡(luò)接口定義

BSM系統(tǒng)中各實體之間的接口(見圖1)定義如下：

U接口：用戶終端與衛(wèi)星有效載荷之間的物理接口(也稱空中接口)，用戶終端發(fā)送和接收的所有數(shù)據(jù)(包括源終端發(fā)往目的終端的用戶數(shù)據(jù)，發(fā)往網(wǎng)絡(luò)運行控制中心的信令及管理數(shù)據(jù)等)都是通過該接口進行傳輸。

T接口：用戶終端與用戶設(shè)備之間的物理接口。多臺用戶設(shè)備可通過該接口連接至一臺用戶終端。

N接口：用戶終端與網(wǎng)絡(luò)運行控制中心之間的邏輯接口，用于傳輸管理信息和信令。

P接口：用戶終端之間的邏輯接口，用于傳輸對等層面的信令和用戶數(shù)據(jù)。

2.系統(tǒng)工作原理

在BSM系統(tǒng)中，所有的用戶終端使用相同的空中接口，上行鏈路采用點波束，將衛(wèi)星覆蓋區(qū)域在地理上分成了許多小區(qū)，采用FDMA-TDMA傳輸方式，而下行鏈路采用TDM傳輸方式，其中點對點傳輸采用點波束，廣播服務(wù)采用區(qū)域波束。根據(jù)配置不同，用戶終端傳輸速率可為128kbps(等效為1／16E1速率)、512kbps(等效為1/4 E1速率)、2Mbps(等效為E1速率)或16Mbps(等效為8個E1速率)。

衛(wèi)星與NOCC共同完成上行鏈路的帶寬分配，衛(wèi)星將來自上行鏈路的信號還原為信息分組，按照分組頭中表明的地址送往指定下行波束。去往同一個波束的分組將重新打包編碼，通過高速TDM載波在下行鏈路傳輸。根據(jù)每一個方向的傳輸數(shù)據(jù)流，所有用戶終端及信關(guān)站終端以動態(tài)方式共享衛(wèi)星帶寬以保證各自業(yè)務(wù)的傳輸。

如圖2所示，BSM系統(tǒng)上下行鏈路采用不同的傳輸模式，其中上行鏈路由一組FDMA-TDMA載波構(gòu)成。每個上行鏈路小區(qū)分配數(shù)個獨立的載波。FDMA-TD MA有幾種可選擇的載波模式支持突發(fā)用戶數(shù)據(jù)在幾百kbps到幾Mbps的速率范圍內(nèi)傳輸。

下行鏈路為多個TDM載波。每一個TDM載波對一個指定的地理區(qū)域提供用戶通信，并且在每―個下行鏈路時隙這組載波能被重新分配用于服務(wù)不同的下行鏈路小區(qū)。根據(jù)需要，每顆衛(wèi)星下行鏈路的容量能夠在點對點服務(wù)與廣播服務(wù)之間分配。

2.3　協(xié)議棧描述

RSM-A系統(tǒng)的空中接口在邏輯上可分為P接口和U接口，P接口是終端之間對等的接口。U接口是用戶終端與衛(wèi)星載荷之間的接口。圖3給出了以用戶終端為視角的RSM系統(tǒng)用戶面體系結(jié)構(gòu)。用戶終端提供各個層次的接口功能，保證空中接口協(xié)議與用戶接口協(xié)議(如以太網(wǎng)、USB)之間能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)。

3.物理層描述

3.1　概述

RSM-A系統(tǒng)物理層所提供的服務(wù)如下：

初始捕獲與同步

根據(jù)MAC層的指示，將來自MAC層的分組送入指定的時隙及信道

將接收到的分組送往MAC層進行過濾

當檢測到鏈路不可用時通知相應(yīng)的無線資源管理層實體

根據(jù)無線資源管理層的指令進行傳輸功率的調(diào)整

如前所述，上行鏈路與下行鏈路的特點決定其物理層的實現(xiàn)機制是不同的。圖4給出了物理層的實現(xiàn)流程及功能。

3.2　幀結(jié)構(gòu)及載波模式設(shè)計

在RSM-A系統(tǒng)中，為了便于時間同步，上下行鏈路超幀長度均為768ms，每個上行鏈路超幀包括8個上行幀，幀長為96ms，每個下行鏈路超幀包括256個下行幀，幀長為3ms。上下行鏈路幀的對應(yīng)關(guān)系如圖5所示。

第4篇：衛(wèi)星通信概述范文

【摘 要】移動衛(wèi)星通信是現(xiàn)代衛(wèi)星通信是現(xiàn)代衛(wèi)星通信的一個重要發(fā)展方向，隨著衛(wèi)星通信向高頻段（K頻段、K頻段）發(fā)展，移動衛(wèi)星通信也必然要走向更高頻段。本文就Ku頻段衛(wèi)星技術(shù)展開討論，以Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播為例 ，來闡述Ku衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】Ku頻段；衛(wèi)星技術(shù)；應(yīng)用

衛(wèi)星通信具有廣域覆蓋的特點，且不受時間、天氣和地形的限制。Ku頻段頻譜資源豐富，有條件建設(shè)寬帶大容量衛(wèi)星通信系統(tǒng)，能同時支持數(shù)據(jù)、語音、圖像和視頻業(yè)務(wù)，在應(yīng)急通信中彰顯優(yōu)勢。

Ku頻段星載天線的尺寸和轉(zhuǎn)發(fā)器的輸出功率有限，而衛(wèi)星距離地球表而的垂直距離約為36000 km，電波傳播損耗大，雨衰嚴重。為了建立可靠的高速率通信鏈路，要求地而站天線達到足夠的增益。一般來說，對于小型地球站，其天線增益應(yīng)至少達到28 dBi，天線波束寬度小于50。作為衛(wèi)星通信的移動載體，車輛、艦船和飛機在運動狀態(tài)下，其方位、俯仰和橫滾姿態(tài)角度的快速變化均能使天線波束不能準確對星，如果天線不能快速、準確地對星跟蹤，將導(dǎo)致通信質(zhì)量下降甚至通信中斷。

移動載體的姿態(tài)變化以及所在的地理經(jīng)緯度，造成衛(wèi)星來波信號與天線存在極化偏轉(zhuǎn)角，如果不能動態(tài)調(diào)整天線的極化方向，將對同頻率極化復(fù)用的相鄰信道進行干擾。我國幅員遼闊，為了兼顧高緯度和低緯度l星移動通信業(yè)務(wù)，地球站天線波束的仰角掃描范圍為20～90，屬于寬角跟蹤。

1 .概述

目前，國內(nèi)衛(wèi)星通信網(wǎng)中已建成的衛(wèi)星通信地球站均工作在C頻段（4 GHz/6 GHz），由于國內(nèi)微波通信干線也采用同一頻段，頻率資源十分緊張在選地球站站址時，需要進行復(fù)雜的干擾協(xié)調(diào)工作，這給地球站的建設(shè)帶來了較大困難近年來，由于對信道容量的需求不斷增加，促進了雙極化頻率復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用和10 GHz以上頻段應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。

衛(wèi)星廣播是我國最重要的大眾信息傳播平臺之一，我國衛(wèi)星廣播的廣播方式主要有C、Ku兩個波段隨著數(shù)字電視廣播技術(shù)的發(fā)展，西方國家已經(jīng)接連關(guān)閉了C波段的數(shù)字模擬信號，全部采用穩(wěn)定性更好的Ku波段進行數(shù)字電視廣播信號的傳輸，我國雖然距離廣電視信號全部數(shù)字傳輸化還有一定距離，但近年來Ku波段數(shù)字信號在我國的發(fā)展現(xiàn)狀也是喜人的。

2 .Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播的特點

2.1 Ku波段衛(wèi)星廣播的特點

（1）Ku波段衛(wèi)星單轉(zhuǎn)發(fā)器功率一般比較大，多采用賦形波束覆蓋，衛(wèi)星EIRP較大，加上Ku波段接收天線效率高于C波段接收天線，因此接收Ku波段衛(wèi)星節(jié)目的天線口徑遠小于C波段，從而可有效地降低接收成本，方便個體接收；（2）C波段衛(wèi)星廣播遭受地面微波等干擾源的同頻干擾比較嚴重，而Ku波段的地面干擾很小，大大地降低了對接收環(huán)境的要求；（3）降雨對Ku波段衛(wèi)星廣播的影響比較嚴重，其上下行信號降雨衰耗遠大于C波段，暴雨情況下Ku波段上行或下行鏈路瞬間雨衰量可超過20dB，而C波段最大雨衰量一般不超過1dB。

2.2 衛(wèi)星數(shù)字廣播的特點

Ku波段相比于C波段最大的應(yīng)用優(yōu)勢在于利用Ku波段我們能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字廣播電視節(jié)目的傳送，這也正是Ku波段大量取代C波段的根本原因所在。隨著數(shù)字壓縮技術(shù)在衛(wèi)星廣播電視領(lǐng)域的應(yīng)用，相比于C波段的數(shù)字模擬信號，人們更加青睞于Ku波段的數(shù)字信號。

數(shù)字壓縮技術(shù)在衛(wèi)星廣播中的應(yīng)用是廣播電視傳送技術(shù)的一次重大變革，采用MPEG-2視頻壓縮標準及MUSICAM 音頻壓縮方法的DVB-S衛(wèi)星數(shù)字廣播具有模擬方式不可比擬的優(yōu)勢，毫無疑問地會在衛(wèi)星廣播領(lǐng)域迅速取代傳統(tǒng)的模擬調(diào)頻傳送方式。 （1）利用數(shù)字壓縮技術(shù)的衛(wèi)星數(shù)字廣播極大地降低了傳送的視音頻碼率，對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的頻帶及功率需求大大低于模擬方式，同一轉(zhuǎn)發(fā)器可播送更多的節(jié)目，大幅度降低了節(jié)目播出費用；（2）衛(wèi)星數(shù)字廣播由于采用了強有力的糾錯算法，傳送質(zhì)量很高，接收限很低。與模擬廣播接收質(zhì)量的漸變式劣化不同，只要在接收門限上，數(shù)字廣播信號就沒有可察覺的失真、干擾和衰弱； （3）衛(wèi)星數(shù)字廣播可提供數(shù)據(jù)傳輸和多媒體功能及加擾和授權(quán)的能力，特別有利于直接到戶的付費服務(wù)。 Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播結(jié)合了Ku波段及數(shù)字技術(shù)的特點，非常適合于分散的小口徑天線個體接收，特別是衛(wèi)星廣播電視節(jié)目直接到戶DTH服務(wù)，而由于Ku波段雨衰問題比較嚴重，做為可靠性要求非常高的衛(wèi)星節(jié)目分配業(yè)務(wù)則選用C波段傳送更為有利。

3.Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)與發(fā)展

衛(wèi)星廣播傳輸相比于傳統(tǒng)的廣播電視信號傳輸，對上行系統(tǒng)有著較為特殊的要求，應(yīng)用Ku波段建立的衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)，相位噪聲更低、幅頻特性更好且群延時性更優(yōu)。

與C波段模擬上行系統(tǒng)不同之處主要有三點.（1）Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)要適合于數(shù)字傳輸?shù)奶厥庖?，這就要求上行系統(tǒng)要有更低的相位噪聲、更好地幅頻特性和群時延特性； （2）Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)所使用的上行天線波束半功率角度很窄，對天線的機械精度和跟蹤精度提出了更高的要求。如國產(chǎn)Ku波段13米上行天線其主反射鏡鏡面精度達0.5mmR.M.S，付反射鏡鏡面精度達0.17mm R.M.S，天線跟蹤精度達0.013°R.M.S；（3）Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播上行系統(tǒng)要采取上行功率控制手段，以便自動補償或消除在衛(wèi)星上行鏈路出現(xiàn)的雨、雪、云、霧等對上行信號的衰減作用。

這幾點奠定了Ku波段應(yīng)用于衛(wèi)星數(shù)字信號傳輸?shù)幕A(chǔ)、為了滿足衛(wèi)星廣播信號傳輸?shù)奶厥庖?，Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播的上行系統(tǒng)天線波束功率角度很窄，且對天線機械精度有著極高的要求、為了彌補Ku波段陰雨天信號衰減率過高，一般會采用自動補償或上行功率控制的手段抑制不良天氣對上行信號的衰減作用。

為了更好的做好Ku波段廣播信號的上行控制，我們首先可以利用上行天線接收下來的衛(wèi)星信標強度變化控制，實現(xiàn)對上變頻器的供方輸出控制，采用該方法時要注意做好信標接收機和功率控制器斜率的調(diào)整、另一種功率控制方法就是通過檢測上行階段的大氣噪聲溫度實現(xiàn)的，通過對上行大氣噪聲的監(jiān)控我們能夠計算出信號衰減數(shù)值，并以此為基礎(chǔ)控制功放輸出功率，保證信號抵達衛(wèi)星時仍然能夠保有較好的質(zhì)量。

目前西方發(fā)達國家已經(jīng)基本上關(guān)閉了c波段的衛(wèi)星模擬信號，Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播以其信號傳輸質(zhì)量高、個性化點播、價格更便宜等特點已經(jīng)成為現(xiàn)代廣播電視發(fā)展的主流。在Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播信號不斷發(fā)展的前景下，Ku波段衛(wèi)星數(shù)字廣播必然能夠得到進一步的推廣應(yīng)用和發(fā)展。

參考文獻：

[1]項陽，施偉，楊華，黃德魚，駱建華. Ku頻段低剖面“動中通”衛(wèi)星天線技術(shù)綜述[J]. 軍事通信技術(shù)，2014，03：34-39.

[2]楊書奎，仇愛軍，湯軍. Ku波段衛(wèi)星移動通信的關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 通信與廣播電視，2007，03：17-24.

[3]鐘志剛. Ku頻段衛(wèi)星通信技術(shù)在地球站工程設(shè)計中的應(yīng)用[J]. 郵電設(shè)計技術(shù)，1999，07：3-9.

[4]劉義. Ku頻段衛(wèi)星通信鏈路特性分析[D].吉林大學，2007.

第5篇：衛(wèi)星通信概述范文

關(guān)鍵詞：GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)；航海安全；發(fā)展前景

GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)，中文翻譯為全球海上遇險和安全系統(tǒng)，開發(fā)于1992年，該系統(tǒng)開發(fā)目的在于保護海上人民及財產(chǎn)安全。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，GMDSS系統(tǒng)產(chǎn)生了日新月異的變化。但也因為現(xiàn)代科技發(fā)展迅速，GMDSS也面臨著更大的挑戰(zhàn)。由此，科學研究者、GMDSS系統(tǒng)操作員，作為GMDSS接觸最密切的成員，使GMDSS系統(tǒng)的革新與發(fā)展跟上時代的需求與腳步，是他們最大的使命之一。

1 GMDSS系統(tǒng)概述

1979年由聯(lián)合國提出的國際海上搜救條約是建立GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)的最初動力。其目的在于建立起最全球性的現(xiàn)代通訊系統(tǒng)，涵蓋面廣。在系統(tǒng)范圍內(nèi)無論什么類型的海上行駛工具出現(xiàn)任何故障，距離較近的各個搜救點得到求救信號后，由可以提供支援的、可在最短時間內(nèi)進行搜救與各項協(xié)助的搜救點提供最直接的幫助。若事故范圍較大，可由較多個搜救點通力合作，一同處理海上事故。在平時，GMDSS系統(tǒng)還可以為各個海上行駛中的船只提供日常安全信息[1]。

2 GM DSS的功能概述

GMDSS最主要的功能是全球范圍內(nèi)的海上救助。當有船只發(fā)生事故，附近搜救點與海上船只可迅速獲取其求救信息，并在第一時間內(nèi)提供海上救援。其次，GMDSS還提供日常的海上信息，如天氣警報，保障海上船只的安全行駛。為了GMDSS系統(tǒng)可以更好的發(fā)揮作用進行第一時間內(nèi)的海上救援行動，它要求進行海上行駛的船只，不論行駛在哪個地方，都須具有以下5大功能：一、船上有至少兩個報警系統(tǒng)，且必須相互獨立；二、可以接收到其余船只的事故報警；三、可以發(fā)送并且接收協(xié)助救援的船只信號；四、可以發(fā)送并且接收GPS定位信號；五、可以發(fā)送并且接收日常的安全信息，如天氣警報等。自1992年起GMDSS系統(tǒng)存在，利用它的遇險警報可以發(fā)射出第一時間需要救助的求救信號。GMDSS系統(tǒng)的主要功能是在船只發(fā)生各種事故時向RCC發(fā)出求助警報，RCC可以在第一時間內(nèi)規(guī)劃出搜救行動，并立即執(zhí)行[2]。由聯(lián)合國的海上救助公約規(guī)定，救助附近發(fā)生事故的船只是海上行駛的所有船只的義務(wù)。但此公約在真正實行中的結(jié)果是在船只較少的區(qū)域中，海上救援活動并不是時時都能在第一時間開展。

3 GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)對航海安全的作用

報警信息可以準確無誤地從遇險船只處發(fā)射、迅速地被附近搜救點接收，這是一個救援行動最重要的開始。GMDSS系統(tǒng)正是為此而生的。它可以提供各種各樣不同情況下的求救方式，讓遇險的船只在各種遇險情況下準確無誤、快速地發(fā)射出求救信號變成現(xiàn)實。GMDSS系統(tǒng)提供的是一鍵式得求救報警系統(tǒng)，在任何緊急情況下，只要遇險船只上的工作人員按下此鍵，就可以完成快速的求救報警。求救報警可以告訴搜救點遇險船只具體的遇險位置、船只類型、遇險類型等有助于救助行動的的一切相關(guān)信息[3]。若遇險情況有緩和的現(xiàn)象，遇險船只可通過具體的求助信號補充一些遇險信息，來幫助搜救船隊的救援行動。當岸上的搜救點接收到遇險警報后，可以通過派遣救援隊伍、發(fā)射相關(guān)信息給遇險船只附近船只等方式進行救援行動的開展。具體救援行動從實際情況考慮出發(fā)，一切以生命安全為先作為考慮因素。

3.1 衛(wèi)星系統(tǒng)報警

首先，可以通過INMARSAT系統(tǒng)進行報警。設(shè)置于A、B、C、F77船站上的報警按鈕或報警菜單，便于相關(guān)人員在事故第一時間內(nèi)進行報警，通過GPS技術(shù)與其他船舶相連接，可以將本船的位置、航線等信息發(fā)至別船來進行相救。

其次可以通過COSPAS-SARSAT系統(tǒng)衛(wèi)星示進行位置的標定，并通過（EP IRB）系統(tǒng)自發(fā)報備。EP IRB的報警操作方式是手持方法，在遇到緊急情況下會自動發(fā)放衛(wèi)星示位標，使其在海面上漂浮。另外， EP IRB的工作環(huán)境溫度在-30～+70度的范圍之間，從 20m的高度落入水中也不會有絲毫損傷，能在水下10m狗狗正常工作，保持5min以上的密閉性，無論怎樣的傾斜或是搖晃，都能夠保證準確無誤的想求救信號發(fā)出。

3.2 地面系統(tǒng)報警

地面系統(tǒng)的報警工作原理是帶有DSC功能的甚高頻、中高頻、高頻技術(shù)。能夠在頻率為VHFCH70、2187.5KHz、及4、6、8、12、16MHz頻段的頻道上完成報警。在A1海區(qū)中的船只，主要通過DSC在VHF的70頻道上進行報警，同時也可以使用MF（2187.5KHz）的頻道進行報警。在A2海區(qū)中的船只，主要在2187.5KHz頻道上進行報警，也可以通過VHF的70頻道進行報警，以上兩種方法都是可行的。在A3、A4海區(qū)中的船只，主要以HF（4、6、8、12、16MHz頻段）的頻道進行報警，也可以通過VHF的70頻道、MF（2187.5kHZ）報警進行報警，以上兩種方法都是可行的。由此可見，無論船舶處于1、2、3、4海域，都可以通過兩種以上的方式進行預(yù)先報警[4]。此外，GMDSS針對每個報警頻道都有專門的后續(xù)通信頻率，有助于下一步的救援開展。

通過GMDSS，可在船到岸、船到船、岸到船這三個方向上進行遇險報警。系統(tǒng)對于報警的靈敏度極高，因此失誤率極低，使得船只的預(yù)先救援成功率大大增加。但是，只有在100米之內(nèi)的船到船的報警才會有效，因此如果遇險船只的周圍100內(nèi)沒有其他船只，GMDSS就可利用衛(wèi)星通信或高頻（HF）通信，向海岸救援站援助。救助協(xié)調(diào)中心（RCC）一單接受到這樣的營救援助信號后，就會向其他船只發(fā)信遇險船舶的相關(guān)信息進行海上援助。RCC可利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)將船舶的遇險信息發(fā)送的其他電臺，便于獲得更加寬廣的救援力量。在接收到遇險報警的轉(zhuǎn)發(fā)后，在遇險船只附近的船舶可以在第一實踐與岸上與海上相關(guān)人員建立建立通信，以便協(xié)調(diào)援助。

4 GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展前景

4.1 拓寬衛(wèi)星通信系統(tǒng)輻射范圍

GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)由各種服務(wù)板塊組成，其中一塊是國際移動衛(wèi)星。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，國際移動衛(wèi)星也在被不停地修改與完善。但是，該系統(tǒng)的覆蓋面較小，只有南緯700到北緯700的范圍，這就是它最大的局限所在。近年來新開發(fā)的北極附近的航線就無法在此范圍之內(nèi)。經(jīng)過科學研究者不斷的努力，第四代國際移動衛(wèi)星已經(jīng)沖上云霄在天上建立了區(qū)域網(wǎng)，但由于之后太空中未知因素的影響，并不確保它不會遇到各種挑戰(zhàn)，若GMDSS系統(tǒng)對于國際移動衛(wèi)星的依賴性過強，將會導(dǎo)致GMDSS也受到未知的挑戰(zhàn)。根據(jù)GMDSS系統(tǒng)改革工作規(guī)劃，在未來的十年中，GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)將完成質(zhì)的飛躍。多元化是GMDSS系統(tǒng)改革的最終目標。屆時，只要是符合IMO決議及相關(guān)文件要求的，都可以成為GMDSS系統(tǒng)的服務(wù)商，打破IMSO“獨權(quán)”的現(xiàn)象[5]。目前，中國北斗系統(tǒng)正在加緊系統(tǒng)改善的步伐，爭取早日可以符合IMO決議及相關(guān)文件，成為GMDSS系統(tǒng)的服務(wù)商之一。

與此同時，電話與電傳也不將再是求助報警的唯一方式，GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)將得大大幅度的擴張，E-MAIL等新型的報警方式正在研究試行中。隨著科技日新月異的發(fā)展、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)方式的傳輸，海上的救援方式和救援行動將會開展得更加高效。

4.2 鞏固地面通信系統(tǒng)成果

4.2.1 引入E-MAIL新設(shè)備

傳統(tǒng)的NBDO由于存在電臺數(shù)少、操作不簡便等缺點，E-MAIL等新媒體下的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)物已經(jīng)有取代NBDO的趨勢。目前，E-MAIL已經(jīng)被國際移動衛(wèi)星系統(tǒng)下的某些船站接收，并得到了大力支持。尤其是國際移動衛(wèi)星系統(tǒng)中的F船站，已經(jīng)可以實行E-MAIL通信，該方式下的通信支持圖片、音頻都新型格式，方便船只與船只、船只與船岸的信息交流，從而增強了對于海上船只的安全、有效管理。傳統(tǒng)的NBDP相較于E-MAIL而言，雖然成本較低，但是它的功能有限、操作方式復(fù)雜，且在海上通訊中容易造成信號不穩(wěn)定，有被E-MAIL替代的風險。

4.2.2 簡化數(shù)字選擇性呼叫系統(tǒng)（DSC）操作

地面信息通訊系統(tǒng)中承擔發(fā)射求救報警任務(wù)的設(shè)備是數(shù)字選擇性呼叫系統(tǒng)，可根據(jù)近年來IMO的調(diào)查結(jié)果顯示，地面數(shù)字選擇性呼叫系統(tǒng)的誤報率很高，這就使人們開始質(zhì)疑數(shù)字選擇性呼叫系統(tǒng)存在的意義。為解決此問題，IMO與各個簽名國家聯(lián)手大力治理，可還是無法大幅度降低數(shù)字選擇性呼叫系統(tǒng)的誤報率。目前，IMO制定了標準，讓數(shù)字選擇性呼叫系統(tǒng)在簡便操作的同時降低誤報率。

4.3 集成化海上安全信息（MSI）新系統(tǒng)

隨著近年來航海戰(zhàn)略的數(shù)字化，海上最主要的安全信息收發(fā)系統(tǒng)NAVTEX也正接受新的挑戰(zhàn)。首先，改變NAVTEX廣播式播發(fā)，試驗NAVDAT的新系統(tǒng)。2008年，法國科學研究者開始試驗一個新系統(tǒng)，名為NAVDAT。該系統(tǒng)的工作信號為四百九十五到五百零五赫茲，相較于傳統(tǒng)的NAVTEX，它具有安全高效的特點。最大的區(qū)別在于它類似于EGC系統(tǒng)，可以進行有選擇性的尋找地址。其次，集成化NAVTEX和EGC數(shù)據(jù)，降低GMDSS操作員工作負擔[6]。根據(jù)如今在實行的MSI系統(tǒng)方案，海區(qū)A1、A2主要由NAVTEX負責，海區(qū)A3和NAVTEX無法顧及到的海區(qū)主要由EGC系統(tǒng)負責。美國就此現(xiàn)象提案，通過現(xiàn)代技術(shù)將MSI接收到的數(shù)字信息在ECDIS中現(xiàn)實，國際電工技術(shù)委員會根據(jù)該提案制定了相關(guān)接口的標準，這一系列舉動意味著MSI的信息將集成化，方便船只工作人員查看NAVTEX、EGC上的數(shù)據(jù)，大大減輕了工作負擔。

GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)，中文翻譯為全球海上遇險和安全系統(tǒng)，開發(fā)于1992年，該系統(tǒng)開發(fā)目的在于保護海上人民及財產(chǎn)安全。通過衛(wèi)星系統(tǒng)報警和地面系統(tǒng)報警，GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)對航海安全有著重要作用。隨著科學技術(shù)的迅猛發(fā)展，GMDSS衛(wèi)星通信系統(tǒng)也面臨著更新和變革，通過拓寬衛(wèi)星通信系統(tǒng)輻射范圍，鞏固地面通信系統(tǒng)成果，集成化海上安全信息（MSI）新系統(tǒng)使得GMDSS有著更廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

[1]彭曉星.GMDSS系統(tǒng)存在問題及應(yīng)對措施[J].上海海事大學學報.2011（01）.

[2]邸彥強，朱元昌，孟憲國，馮少沖，劉穎，梁冠輝.基于網(wǎng)格技術(shù)的多用戶多任務(wù)模擬訓練系統(tǒng)[J].系統(tǒng)仿真學報.2010（03）.

[3]張治國.軟件測試簡介及其常見認識誤區(qū)[J].樂山師范學院學報.2012（05）.

[4]林長川，洪爰助，林鴻，黃麗卿，符強，陳智輝.網(wǎng)絡(luò)型GMDSS模擬器開發(fā)研制[J].中國航海.2009（04）.

第6篇：衛(wèi)星通信概述范文

衛(wèi)星移動通信自逐漸發(fā)展以來，便因其覆蓋范圍廣、地域限制弱、信號容量大等特點被廣泛應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)當中，成為全球通信網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的有效信息傳輸手段之一，在軍用領(lǐng)域和民用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但由于衛(wèi)星移動通信的信道受多徑效應(yīng)、陰影效應(yīng)以及多普勒效應(yīng)的影響，嚴重的影響信號傳輸?shù)挠行裕虼吮仨毑捎孟嚓P(guān)的通信技術(shù)克服這一問題。協(xié)作通信技術(shù)作為提高通信質(zhì)量的有效手段，因此研究其在衛(wèi)星移動通信中的應(yīng)用逐漸成為熱門話題。

關(guān)鍵詞：

協(xié)作通信技術(shù)；衛(wèi)星移動通信；應(yīng)用

1協(xié)作通信技術(shù)

1.1協(xié)作通信技術(shù)概述。協(xié)作通信技術(shù)是利用不同節(jié)點的相互協(xié)作引入空間分集優(yōu)勢，以此對抗信道中存在的多徑效應(yīng)、陰影效應(yīng)、多普勒效應(yīng)等影響通信質(zhì)量的不良因素。協(xié)作通信技術(shù)各節(jié)點在發(fā)送自己信息的同時業(yè)彼此共享自身存在的資源以協(xié)助其他節(jié)點傳輸信息，最終憑借這種相互協(xié)作的機制形成一種多入、多出的虛擬通信系統(tǒng)，也憑借這種相互協(xié)作的節(jié)點工作模式而形成的良性系統(tǒng)提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)母咝约胺€(wěn)定性。

1.2協(xié)作通信技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星移動通信中的優(yōu)勢。協(xié)作通信技術(shù)存在兩大優(yōu)勢，其一是調(diào)動并利用網(wǎng)絡(luò)中空余資源的存在，其二是對系統(tǒng)信息傳輸產(chǎn)生協(xié)作通信增益。其中協(xié)作通信增益作用對于提升衛(wèi)星移動通信信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和有效性有著至關(guān)重要的作用。協(xié)作通信增益作用主要通過空間分集增益、時分分集增益、頻分分集增益三種具體技術(shù)實現(xiàn)方式達成抑制信道受不良效應(yīng)的影響，被譽為下一代通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此研究協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應(yīng)用是通信技術(shù)發(fā)展的重點，也是未來通信技術(shù)未來能否實現(xiàn)跨越的關(guān)鍵所在。

2衛(wèi)星移動通信

2.1衛(wèi)星移動通信概述。衛(wèi)星移動通信是以地球同步軌道衛(wèi)星或其余軌道衛(wèi)星為基礎(chǔ)，采用衛(wèi)星通信特有的多址信息傳輸方式為全球范圍內(nèi)的衛(wèi)星移動用戶提供服務(wù)。衛(wèi)星移動通信主要由通信衛(wèi)星、地面站、通信終端三部分組成，由通信衛(wèi)星傳遞信號保持地面通信系統(tǒng)與用戶移動終端的通信連結(jié)，再通過地面站接收終端發(fā)出的信號以及衛(wèi)星通信反饋回來的信號以此實現(xiàn)不同地域之間衛(wèi)星移動用戶之間的聯(lián)系。目前，衛(wèi)星移動通信已廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域，是21世紀取得的重大科技成果之一。

2.2衛(wèi)星移動通信應(yīng)用協(xié)作通信技術(shù)的必要性。衛(wèi)星移動通信按照應(yīng)用環(huán)境可分為陸地衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（LMSS）、航空衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（AMSS）和海事衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（MMSS）；按照衛(wèi)星軌道分類又可分為同步軌道衛(wèi)星系統(tǒng)和非同步軌道衛(wèi)星系統(tǒng)。由于所需衛(wèi)星移動通信的功能和作用各不相同，因而通信衛(wèi)星與通信衛(wèi)星之間存在信號的干擾，加之衛(wèi)星信道本身的不良效應(yīng)影響，衛(wèi)星移動通信之間若沒有協(xié)作通信技術(shù)的連接，不僅浪費了不同通信衛(wèi)星的信息資源，其傳輸信號的穩(wěn)定性和有效性也無法得到充分的保障。因此，加強協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應(yīng)用，是未來移動通信發(fā)展的必然趨勢和要求。

3協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應(yīng)用

3.1衛(wèi)星多節(jié)點協(xié)作傳輸技術(shù)。衛(wèi)星多節(jié)點協(xié)作傳輸系統(tǒng)可以看做是各個節(jié)點之間一對多和多對一系統(tǒng)的集合，在這個節(jié)點組成的集合之間，各個節(jié)點都將參與協(xié)作傳輸。具體協(xié)作模式如下：以通信衛(wèi)星作為源節(jié)點S，以地面站或某個信關(guān)站為目的節(jié)點D，以眾多協(xié)作節(jié)點視為R（R可以為一個或多個）。其中，眾多協(xié)作節(jié)點R由于地域的分散性和獨立性，若是直接由通信衛(wèi)星S接收有可能會導(dǎo)致信號接收的差錯性，而經(jīng)過不同的節(jié)點R將信息轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點D再將這些信息進行合并則可以有效提高目的節(jié)點D的接收性能并極大程度的改善通信衛(wèi)星R的差錯性，使其有更多的鏈路余量來抵抗信道衰弱對信號傳輸?shù)挠绊?，最終提升衛(wèi)星移動通信信號的質(zhì)量和有效性。但是，需要注意的是，由于正交傳輸?shù)淖饔?，協(xié)作節(jié)點R的數(shù)量會影響協(xié)作傳輸系統(tǒng)的頻譜效率，因此在運用此技術(shù)的過程中需要注意節(jié)點個數(shù)的選擇。

3.2衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點選擇技術(shù)。協(xié)作節(jié)點R的數(shù)量會影響協(xié)作傳輸系統(tǒng)的頻譜效率的問題，衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點選擇技術(shù)可以根據(jù)協(xié)作節(jié)點的信道強弱來進行區(qū)分和篩選，選擇最合適的協(xié)作節(jié)點R來進行協(xié)作傳輸，即將目的節(jié)點D與協(xié)作節(jié)點R之間一對多的集合調(diào)整為一對一或一對有限的節(jié)點R的集合，借此合理利用系統(tǒng)資源，有效改善衛(wèi)星多節(jié)點協(xié)作傳輸系統(tǒng)的頻譜效率性能。同時，通過衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點選擇技術(shù)可以根據(jù)因地形、建筑物遮擋、傳輸距離等因素導(dǎo)致的協(xié)作節(jié)點信道衰落成都的不同而優(yōu)化不同節(jié)點之間的功率分配，減少不同協(xié)作節(jié)點之間的能耗，延長協(xié)作節(jié)點的使用壽命，從而降低衛(wèi)星移動通信的損耗成本，將更多的資金投入到應(yīng)用在衛(wèi)星移動通信中的協(xié)作移動通信技術(shù)的優(yōu)化和研發(fā)之中，促進衛(wèi)星移動通信技術(shù)的發(fā)展。

3.3衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸技術(shù)。在衛(wèi)星協(xié)作傳輸系統(tǒng)中，協(xié)作節(jié)點可以采用AF和DF兩種不同的工作模式，這兩種工作模式各有其利弊。AF工作模式不需要協(xié)作節(jié)點進行信息的解調(diào)、譯碼等處理，可以有效降低鞋店工作的復(fù)雜程度，簡單易行，但也會由于在引入信號的同時放大引入時的噪聲，因此存在噪聲放大效應(yīng)這一不良影響；DF工作模式會將協(xié)作節(jié)點進行解調(diào)、譯碼等處理，確保系統(tǒng)獲得良好的性能，但也由于程序的復(fù)雜性，存在錯誤傳播的可能，影響系統(tǒng)的分集效果。因此，將這兩種工作模式進行協(xié)調(diào)處理可以實現(xiàn)衛(wèi)星通信技術(shù)的最優(yōu)化。衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸技術(shù)便是將兩種工作模式進行混合，根據(jù)譯碼情況采用AF或DF方式轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點信息并合并檢測，使系統(tǒng)獲得最好的差錯性能，借以提升系統(tǒng)的傳輸能力。此外，或和寫作傳輸技術(shù)還可以結(jié)合以上提到的兩種技術(shù)來進一步改善衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸系統(tǒng)的性能。

4結(jié)束語

總而言之，加強協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應(yīng)用研究，可以不斷豐富衛(wèi)星移動通信領(lǐng)域的技術(shù)成果，為衛(wèi)星移動通信的發(fā)展以及提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)信息的傳輸性能提供良好的發(fā)展思路和技術(shù)支撐，助力衛(wèi)星移動通信的進一步發(fā)展。本文僅是將協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應(yīng)用思路及方式方法做出了簡單闡述，提出了屬于自己的一些淺顯思考和建議，希望能對后續(xù)的研究者起到一定的啟發(fā)作用，為進一步研究提升協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應(yīng)用提供解決思路。

參考文獻

[1]李國彥，張有光.飛行器進近中的自適應(yīng)協(xié)同傳輸與節(jié)點選擇[J].航空學報，2011,32（11）：2083-2095.

[2]劉振華，侯嘉.多中繼協(xié)作通信系統(tǒng)的中斷概率分析[J].通信技術(shù)，2012,45（01）：72-74.

[3]張乃通，張中兆，李英濤.衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)[J].電子工業(yè)出版社，2010.

[4]方秀花等.衛(wèi)星移動通信的軍事應(yīng)用[M].中國航天，2005（1）.

[5]杜偉華，劉紫燕.兩跳中繼協(xié)作通信技術(shù)的研究與仿真[J].通信技術(shù)，2013,46（2）：70-72.

第7篇：衛(wèi)星通信概述范文

【關(guān)鍵詞】電磁場 電磁波 電子通信技術(shù)

在當前這樣一個信息技術(shù)化的時代，電子通信技術(shù)發(fā)展迅速和人們的生活已密不可分。電磁場和電磁波在電子通信中發(fā)揮著重大的作用，實現(xiàn)了信息傳遞的高效性。電磁場、電磁波看似無形，但卻是信息傳播的載體，滲透到了人們的生活中。在人們的需求中，電磁場和電磁波理論一步步的發(fā)展，雷達、通信、廣播、導(dǎo)航等各種電子產(chǎn)品在通信過程中都離不開電磁波和電磁場的作用。

1 電磁場與電磁波的概述

1.1 電磁場的概況

16世紀下半葉，英國物理學家吉伯特最先對電磁現(xiàn)象進行了研究，但是由于研究方法原始，仍無法解釋電磁場這一現(xiàn)象和其產(chǎn)生原因。18世紀，著名物理學家?guī)靷惡涂ㄎ牡蠈﹄姶耪飨笳归_了鉆研，發(fā)現(xiàn)出了電磁場的定量測量儀，使對電磁場的鉆研產(chǎn)生了質(zhì)的奔騰。1820年，丹麥物理學家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，得出了磁和電之間的干系，為電磁鉆研奠基了根本。1831年，英國物理學家法拉第經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)電和磁之間存在著緊密的聯(lián)系，并通過大量實驗得出了電磁感應(yīng)定律。英國物理學家麥克斯韋對電磁之間的相互關(guān)系進行了探討，對電磁場的涵義進行了說明，他還分析總結(jié)了電磁現(xiàn)象的規(guī)律，提出了位移電流等有關(guān)概念。

1.2 電磁波的概況

1865年，物理學家麥克斯韋預(yù)測出電磁波，1887年-1888年間，德國物理學家赫茲于嘗試中證明了電磁波的存在。電磁波是互相垂直且相同的電場與磁場作用所產(chǎn)生的，是以波動的方式傳播的電磁場。在空間中，電磁波以波的方式移動，能夠傳遞能量信號。如果按照頻率來進行分類，電磁輻射可分為低頻輻射和高頻輻射，其中包含無線電波、微波、可見光、紅外光和紫外光等。

2 電磁場和電磁波在電子通信中的運用

2.1 電磁場和電磁波在移動通信技術(shù)中的運用

1920年，科學家開始對現(xiàn)代移動通信技術(shù)進行研究。1920年-1940年，移動通信技術(shù)處于最初的發(fā)展階段。1987年，我國第一代移動電話，首部模擬蜂窩移動電話開始投入使用。第二代移動通信技術(shù)是以傳輸技術(shù)為核心，主要使用數(shù)字時分多址技術(shù)和碼分多址技術(shù)，它的出現(xiàn)有效提高了系統(tǒng)存儲量，提供了低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。隨著我國通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，很快第三代移動通信技術(shù)出現(xiàn)，相比第一代第二代，第三代移動技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)移動技術(shù)相結(jié)合，使得傳輸速度有了巨大的提高，而且成功實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸功能和多媒體服務(wù)功能，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達2MB/s。隨著我國社會的迅猛發(fā)展，第三代移動通信技術(shù)已不能滿足各行各業(yè)的信息交流。第四代移動通信技術(shù)應(yīng)勢而生。第四代移動通信技術(shù)是通過寬帶網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，具有較強的無線信號傳輸能力。第四代移動通信技術(shù)具有較快的信息傳輸速度，最高可達100MB/s，可以實現(xiàn)不同頻率間的自動轉(zhuǎn)換。

2.2 電磁場和電磁波在微波通訊技術(shù)中的運用

電磁場和電磁波對微波通信起著至關(guān)重要的作用，微波通信主要是通過電磁波作為傳送載體，攜帶各種信息。微波是指在300MHz-300GHz頻率內(nèi)的電磁波。電磁波搭載各種信號，以光速在空氣中進行傳播。當電磁波在傳播過程中遇到信號接收設(shè)備時，信號接收設(shè)備中所攜帶的濾波器會對傳送的電磁波產(chǎn)生一種濾波作用，濾波器會根據(jù)信息的波長來對電磁波中所攜帶的各種信息進行選擇。

微波波長較短，在有物體阻礙的情況下傳播的距離有限。因此，微波通信需要在中繼接力的手段下才能進行傳播。微波中繼站的設(shè)置需要嚴格按照標準，即每50千米設(shè)置一個微波增強裝置，可以彌補傳輸中所損耗的信號能量。在長距離傳輸?shù)臈l件下，需要設(shè)置較多的微波增強裝置，這不僅降低了信號的傳輸效率，還浪費大量的資金。微波通信的實用性并不高。

2.3 電磁場和電磁波在衛(wèi)星通信中的運用

電磁波在電子通信技術(shù)中發(fā)揮著重要作用，在各類電子設(shè)備中運用廣泛。第二次世界大戰(zhàn)期間，雷達成為了電磁場運用中最活躍的部分。1958年，美國發(fā)射了世界上第一顆用于通信技術(shù)的實驗衛(wèi)星。1946年，首次實現(xiàn)美洲、歐洲、非洲三大洲的通信。1964年，成功研究出了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。1969年，定點同步衛(wèi)星已送上大洋上空，衛(wèi)星地球站已遍布世界各大國家。衛(wèi)星通信技術(shù)也逐步趨于成熟。

二次世界大戰(zhàn)之后，各國相繼開始研發(fā)通信衛(wèi)星，電磁場技術(shù)和電磁波技術(shù)對提高衛(wèi)星通信的信號質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。衛(wèi)星的通信方式基本是采用人造地球衛(wèi)星作為信息的中轉(zhuǎn)站，對電磁信息進行傳播、反射、轉(zhuǎn)換，使其能夠在世界各地的通信衛(wèi)星間進行傳播。

地球上建立的通信衛(wèi)星站可分為以下三種，分別是海洋通信站、地面通信站、大氣通信站。衛(wèi)星通信可以看成是一種特殊的微波信息，通信衛(wèi)星中轉(zhuǎn)站也可以看作是微波信息中轉(zhuǎn)站。衛(wèi)星通信與微波通信有許多相同的地方，都需要通過中轉(zhuǎn)站來進行信號的傳輸、轉(zhuǎn)換和反射，這與微波通信中的微波信號增強器對增強微波的效果相類似。因而，衛(wèi)星通信可以認為是一種微波通信。我國居民目前所使用的是與地球自轉(zhuǎn)同步的同步衛(wèi)星，其中運用了大量電磁波技術(shù)和電磁場技術(shù)。

3 結(jié)語

電子通信技術(shù)貫穿著眾多領(lǐng)域，人們的生活和電子通信技術(shù)緊密連接，電磁場技術(shù)和電磁波技術(shù)在電子通信技g中發(fā)揮著重要的作用，電磁場和電磁波技術(shù)的運用也越來越廣泛，成功在移動通信、微波通信、衛(wèi)星通信中運用。人類應(yīng)該通過自己的智慧不斷改革研制出新的電磁波技術(shù)，讓電子通信技術(shù)充分發(fā)揮其作用。

參考文獻

[1]黃健全.電磁場與無線電技術(shù)的運用實踐技術(shù)[J].實驗研究與探索，2011（06）.

[2]顧.電磁場與電磁波的教學改革研究[J].長春理工大學學報，2012（09）.

[3]姜宇.在“電磁場與電磁波”課程中建立創(chuàng)新理念[J].電氣電子教學學報，2009.

作者單位

第8篇：衛(wèi)星通信概述范文

3GPP（The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴計劃）的LTE（LongTermEvolution，長期演進）標準是4G移動通信的主要技術(shù)方案之一。文獻[1-2]針對星上功率放大器引起的非線性失真、大時延特性和時間分集對LTE空中接口進行改進。文獻[3]通過分析衛(wèi)星信道物理特性，并將信道物理特性作為依據(jù)對LTE的空中接口進行改進，增強了衛(wèi)星信道傳輸?shù)目煽啃?。上述文獻都提出了LTE空中接口適應(yīng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)可能會遇到的典型問題，并給出了主流的改進策略，但并沒有在理論上詳細探究LTE空中接口在衛(wèi)星系統(tǒng)上的可行性，并且沒有將WCDMA與OFDMA兩種空中接口在衛(wèi)星信道下對比分析。

文中首先系統(tǒng)性的闡述了以WCDMA和OFDMA為典型代表的地面3G、4G移動通信空中接口，研究了衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的架構(gòu)和特點，然后從信噪比門限、誤碼率、功放非線性影響這3個方面對比了WCDMA和OFDMA作為衛(wèi)星系統(tǒng)空中接口的可行性，最后總結(jié)了現(xiàn)有文獻基于LTE在衛(wèi)星系統(tǒng)中使用的改進方案，為未來衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)空中接口的制定起到了一定的指導(dǎo)作用。

1地面空中接口概述

WCDMA和OFDMA分別是地面3G、4G標準的空中接口，本節(jié)分別對兩種空中接口的特點、信道、調(diào)制編碼方式等方面進行了概述。

1.1WCDMA空中接口

WCDMA是通用移動通信系統(tǒng)（UniversalMobileTelecommunicationsSystem，UMTS）的空中接口標準，而UMTS是國際標準化組織3GPP制定的全球3G標準之一。WCDMA基于直擴序列碼分多址（DS-CDMA）技術(shù)，采用QPSK調(diào)制，載波帶寬為5MHz，工作模式是FDD雙工，并且支持不同數(shù)據(jù)速率的業(yè)務(wù)傳輸，最高可達2Mbps。在UMTS標準的后續(xù)版本引入新的鏈路層技術(shù)，支持更高的數(shù)據(jù)速率服務(wù)，具有更好的功率/帶寬效率，如增強版本是高速分組接入（HighSpeedPacketAccess，HSPA），HSPA包括高速下行分組接入（HSDPA）和高速上行分組接入（HSUPA）。HSDPA引入高速下行鏈路共享信道（HighSpeedDownlinkSharedChannel，HS-DSCH），支持突發(fā)性、非對稱和高速率的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它支持QPSK/16QAM的調(diào)制方式，使用基本速率為1/3的并行級聯(lián)卷積Turbo碼（ParallelConcatenatedConvolutionalCode，PCCC），速率匹配通過打孔或重傳實現(xiàn)。HSUPA引入增強型專用信道（EnhancedDedicatedChannel，E-DCH），支持更高的上行數(shù)據(jù)傳輸速率。該信道使用BPSK調(diào)制和正交可變擴頻因子（OrthogonalVariableSpreadingFactor，OVSF）碼。

1.2OFDMA空中接口

4G移動通信比較成熟的標準有3GPPLTE標準和IEEE移動WiMAX標準，兩者均為基于正交頻分多址接入（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexingAccess，OFDMA）技術(shù)的空中接口，具有抗頻率衰落和靈活分配子載波的特點。LTE和移動WiMAX的每個用戶需要進行時間-頻率子載波分配，支持可擴展的帶寬，F(xiàn)DD/TDD雙工，提供高數(shù)據(jù)傳輸速率和高頻譜利用率的業(yè)務(wù)。

LTE和WiMAX標準之間存在差異。LTE標準與HSPA標準類似，使用了基本速率為1/3、可進行速率匹配的并行級聯(lián)卷積Turbo碼（PCCC），而移動WiMAX標準規(guī)定了各種FEC碼，如雙二進制卷積Turbo碼。另外，它們具有不同的幀結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)參數(shù)和子載波復(fù)用方式。LTE的上行鏈路采用了DFT擴頻OFDMA，而WiMAX的上行鏈路和下行鏈路直接采用OFDMA。圖1描述了HSPA、LTE和移動WiMAX這3個地面移動通信標準的演進過程。

2衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)架構(gòu)及特點

從上世紀90年代開始，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)已經(jīng)取得了的長足的發(fā)展。衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)與地面移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵優(yōu)勢是其大的覆蓋面積，而固有的大衰落、長時延、高成本又給衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)帶來了挑戰(zhàn)。衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)可以支持單個或多個衛(wèi)星，且每一顆衛(wèi)星可以提供單點波束或多點波束的覆蓋。用戶終端通過衛(wèi)星連接到網(wǎng)絡(luò)，無線信號被指向發(fā)往或來自某個網(wǎng)關(guān)，系統(tǒng)根據(jù)運營商的要求制定一個集中分布或分散分布的網(wǎng)關(guān)。衛(wèi)星環(huán)境下，信號由于傳輸途中受到建筑物或地勢遮擋而衰弱。為了確保覆蓋的連續(xù)性，利用地面補充部分（ComplementaryGroundComponents，CGC）進行信號重傳。衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示，用戶終端可以直接與衛(wèi)星之間收發(fā)信號，也可以通過CGC進行信號重傳。由于衛(wèi)星信道與地面移動信道在物理特性有較大差異，在對衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的設(shè)計過程需要關(guān)注傳輸特性的改進，需要充分考慮衛(wèi)星信道的影響，衛(wèi)星信道主要有以下幾個特點：

1)大衰落

隨著收發(fā)端之間環(huán)境的變化，信號在長的傳播途中緩慢變化，除了自由空間傳播損耗外，雨衰的影響也很大。除了考慮來自衛(wèi)星的直射信號之外，還需要考慮多徑衰落的影響，多徑衰落能使接收信號在短距離或短時間內(nèi)的快速變化。

2)長時延

大傳輸時延是衛(wèi)星通信的固有缺陷，主要是由于星地距離較大造成的，這對時間同步造成一定的挑戰(zhàn)。另外，由于OFDM系統(tǒng)對頻偏非常敏感，而衛(wèi)星鏈路還會產(chǎn)生較大的頻率偏差，這都將對系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重影響。

3)多普勒頻移

由于多普勒頻移的存在會降低信號傳輸?shù)目煽慷?，對衛(wèi)星系統(tǒng)性能造成較大影響，因此在編碼、調(diào)制、信道估計等多個環(huán)節(jié)都需要檢測估計出多普勒頻移信息，對其進行補償。

3可行性對比

在針對WCDMA和OFDMA兩種空中接口可行性研究的基礎(chǔ)上，本章從信噪比門限、誤碼率性能、功放非線性容限三個方面對上述接口進行了分析和對比，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)OFDMA空中接口在衛(wèi)星系統(tǒng)中具有更好的鏈路性能。WCDMA作為衛(wèi)星空中接口的可行性研究主要包括：1）MSS系統(tǒng)采用WCDMA可擴充UMTS容量。2)允許與地面UMTS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上的協(xié)同性。3)啟用所有波束和衛(wèi)星的全頻率復(fù)用。4)支持大區(qū)域廣播/組播服務(wù)。5)對由于商業(yè)原因未部署網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)、需擴展網(wǎng)絡(luò)容量的地區(qū)、由于自然災(zāi)害造成地面網(wǎng)絡(luò)被損壞的地區(qū)提供了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)[4]。OFDM作為衛(wèi)星空中接口的可行性研究主要包括：1)盡管具有大的峰均功率比（PAPR），OFDM信號還是能夠在非線性衛(wèi)星鏈路上有效傳輸。2)預(yù)失真設(shè)計和前向糾錯編碼是互補的。3)衛(wèi)星視距（LOS）傳播條件下可以實現(xiàn)正確接收；衛(wèi)星非視距（NLOS）傳播條件下，由于存在負的鏈路余量，手持終端無法實現(xiàn)正確的業(yè)務(wù)接收[5]。

兩種空中接口均有其應(yīng)用優(yōu)勢，但在多徑信道下，OFDM的頻譜利用率較WCDMA更高；而WCDMA接收機的載噪比高于OFDM[5]。為了完善兩種空中接口可行性研究，下面從信噪比門限、誤碼率性能、功放非線性容限三個角度比較了兩者在衛(wèi)星信道下的鏈路性能[6]。

1)信噪比門限

衛(wèi)星寬帶衰落信道存在穩(wěn)定的傳播時延，HSPA與LTE/WiMAX的Eb/N0門限值是可比的。然而，HSDPA采用了地面中繼，對微弱衛(wèi)星信號進行增強，因此比LTE/WiMAX需要的Eb/N0門限低。

2)誤碼率

衛(wèi)星信道的大時延會造成碼正交性的顯著降低，成為HSDPA高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膰乐刂萍s因素。當HSDPA傳輸速率為2.4Mbps時，誤碼率在Eb/N0為4~5dB時達到最低，卻仍達不到10-3。3)功放非線性影響功放非線性會使鏈路性能受到一定程度的降級。其中，HSDPA在單碼傳輸時功放非線性對鏈路性能影響非常小，而多碼傳輸則會使PAPR增加，性能降低；LTE的上行鏈路使用SC-FDMA，這種調(diào)制方式對功放非線性的敏感性較小；WiMAX的上行鏈路則直接使用OFDMA，對功放非線性的敏感性較大。另外，文獻[7]證明了回退和數(shù)字預(yù)失真結(jié)合的方法可以減小放大器非線性的影響。綜上，可以得出以下結(jié)論：①衛(wèi)星寬帶衰落信道環(huán)境下，HSDPA與LTE/WiMAX的Eb/N0門限是可比的。②大傳播時延的衛(wèi)星信道環(huán)境下，HSDPA比LTE/WiMAX的Eb/N0門限低。③大傳播時延的衛(wèi)星信道環(huán)境下，碼正交性的損失構(gòu)成了HSDPA高速數(shù)據(jù)傳輸正確性的嚴重限制因素。④所有空中接口的鏈路性能都會因為放大器的非線性受到一定程度的降低。其中：-HSPA：在多碼傳輸時PAPR增加。-LTE/WiMAX：OFDM的IFFT處理導(dǎo)致PAPR增加。其中，LTE上行鏈路使用SC-FDMA，受影響小；而WiMAX上行鏈路直接使用OFDMA，受影響大。因此，LTE和WiMAX空中接口在衛(wèi)星信道下表現(xiàn)的鏈路性能比HSPA更可靠。然而，不論是WCDMA或是OFDMA空中接口都缺少TTI的有效時間分集，從而缺少了時間交織增益，使性能至少損失了5dB。同時，由于衛(wèi)星系統(tǒng)的功率受限和大時延的存在會使短TTI失去優(yōu)勢。

4基于LTE的改進方案

前文已對衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)特點以及兩種地面空中接口在衛(wèi)星系統(tǒng)下的可行性對比進行了研究，得出LTE空中接口在衛(wèi)星信道下表現(xiàn)出更好的鏈路性能的結(jié)論。由于LTE標準中所規(guī)定的傳輸時間間隔(TTI)較小，因此在大時延的衛(wèi)星鏈路下無法得到好的時間分集。另外，衛(wèi)星鏈路產(chǎn)生的大頻偏和衰落，對OFDM產(chǎn)生嚴重的影響，而傳統(tǒng)OFDM技術(shù)的峰均比(PAPR)較大，會導(dǎo)致嚴重失真。因此，要想將LTE空中接口應(yīng)用到衛(wèi)星系統(tǒng)，則需要針對衛(wèi)星信道環(huán)境的大時延、大衰落特性帶來的約束，對LTE空中接口進行改進。針對這些問題，需要調(diào)整接口以補償衛(wèi)星系統(tǒng)的大往返時延和大衰落，目前已有幾種主流的改進方法，如頻率復(fù)用技術(shù)、衛(wèi)星鏈路同步技術(shù)、PAPR降低技術(shù)和自適應(yīng)編碼調(diào)制與交織技術(shù)。

4.1頻率復(fù)用技術(shù)

由于頻譜資源有限，在衛(wèi)星系統(tǒng)中需要提高衛(wèi)地信道的頻譜利用率，頻率復(fù)用是一種較好的解決方案，可以很好的促進地面網(wǎng)與衛(wèi)星網(wǎng)的融合。

對于采用WCDMA的多點波束衛(wèi)星系統(tǒng)，可通過給相鄰波束分配不同的擴展碼來實現(xiàn)頻率復(fù)用。而對于OFDMA，則一般采用小數(shù)倍頻率復(fù)用（fractionalfrequencyreuse，F(xiàn)FR），采用該技術(shù)可以改善基于OFDMA的多點波束衛(wèi)星系統(tǒng)的頻譜利用率，有效復(fù)用衛(wèi)星頻率。

圖3顯示了基于OFDMA的多波束衛(wèi)星系統(tǒng)的頻率復(fù)用模式。每一波束分為中心和邊緣區(qū)域，每一幀分為兩個時段T1和T2。時段T1被分配給波束半徑為R1的點波束中心的終端，該時間段能被多有子載波利用。時段T2被分配給波束邊緣的終端，該時間段只能被單個子載波利用。然而，為防止相鄰點波束之間的干擾，兩個區(qū)域的用戶信號不能同時傳輸。頻譜利用率與點波束中心區(qū)域大小有關(guān)，如果設(shè)置點波束中心區(qū)域的半徑比點波束半徑的一半還要大時，即R1>R2/2，則可以獲得比傳統(tǒng)方案更高的頻譜利用率。

4.2衛(wèi)星鏈路同步接收技術(shù)

從物理層角度出發(fā)，衛(wèi)星鏈路中存在大時延會造成嚴重張曼倩，等地面空中接口在衛(wèi)星移動通信的適用性研究的載波間干擾(ICI)和符號間干擾(ISI)，其中以頻偏影響更為嚴重。一些傳統(tǒng)的同步算法可以應(yīng)用到衛(wèi)星系統(tǒng)，但效率不高。目前相關(guān)研究組提出了一種基于萊斯信道模型的頻偏估計算法，該算法利用時域恒包絡(luò)零自相關(guān)(CAZAC)序列進行符號同步和整數(shù)頻偏估計，相對現(xiàn)有算法更加快速可靠。在地面OFDMA系統(tǒng)，上行鏈路幀同步可由隨機接入過程獲得。由于小區(qū)內(nèi)的用戶之間的延遲差比子幀長短，子幀長相當于LTE系統(tǒng)的傳輸時間間隔（TTI）。在這種情形下，用戶傳輸一個前導(dǎo)告知基站自己的位置，然后基站在一個TTI內(nèi)給用戶分配資源。然而，衛(wèi)星系統(tǒng)一個波束內(nèi)用戶之間的時延差比1個TTI長，這需要修改LTE系統(tǒng)的上行鏈路定時同步或資源分配方案，使適用于衛(wèi)星環(huán)境。

如果考慮只修改LTE系統(tǒng)中的上行鏈路定時同步方案，資源分配方案不變，這表示上行鏈路信號應(yīng)在衛(wèi)星端同時接收。因此，同一波束內(nèi)的所有用戶都將利用一定的延遲，在同一時刻到達衛(wèi)星。該方案會造成有效時間資源的浪費，達到了數(shù)十毫秒，并直接影響系統(tǒng)吞吐量和延遲敏感業(yè)務(wù)的QoS。為了解決該問題，需要將上行鏈路定時同步與修改的資源分配方案相結(jié)合，上行鏈路定時同步方案與傳統(tǒng)LTE一致，以保留與LTE系統(tǒng)物理層的最大兼容性[8]。例如，UE1和UE2分別代表了位于點波束邊緣和點波束中心的終端，即UE1和UE2分別具有最大和最小的往返時延（RTD）。設(shè)定UE1延遲時間為參照，即UE1一旦接收到下行鏈路的資源分配信息，就會立即傳輸上行鏈路信號，等待時間D1=0。那么其余UEj的Dj可以通過修改的資源分配方案計算。實際上，衛(wèi)星事先通過隨機接入方案可以得到每一個UE的位置信息，并根據(jù)位置信息分配資源。該方案中，可以保證最大的時延Dj不超過一個子幀時間，從而增強了整個系統(tǒng)的吞吐量，降低了時延。

4.3PAPR降低技術(shù)

OFDM因具有較高的頻譜利用率和較好的抗多徑衰落能力而被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，但其較大的PAPR使得信號非線性容抗較差，要求系統(tǒng)內(nèi)的部件具有很大的線性動態(tài)范圍，否則出現(xiàn)非線性產(chǎn)生多載波互調(diào)噪聲干擾，所以，降低PAPR是提高衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸性能的一個重要研究方向。目前已經(jīng)有很多降低PAPR的方法，如限幅濾波、編碼、有效星座擴展（ACE）、多信號表示法等，其中較為常用的有：LTE上行鏈路采用SC-FDMA調(diào)制，通過增加DFT和IDFT提高傳輸?shù)臏蚀_性，降低傳輸時延；部分格狀成形技術(shù)不僅能有效降低OFDM信號的PAPR，而且在保持較高信息率的情況下靈活地與糾錯編碼相結(jié)合，大大改善OFDM衛(wèi)星通信系統(tǒng)的誤碼率性能[3]；分數(shù)階傅里葉變換（FRFT）代替?zhèn)鹘y(tǒng)OFDM系統(tǒng)中的FFT，在改善OFDM系統(tǒng)誤碼率性能的同時有效降低了PAPR[3]。

4.4自適應(yīng)編碼調(diào)制與TTI交織技術(shù)

自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)（AMC）是一種對抗信道衰減的技術(shù)，其使用受限是由于衛(wèi)星系統(tǒng)的大往返時延造成的。文獻[8]提到了一種有效的功率控制和符號卷積結(jié)合的AMC方案，適用于基于LTE的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，該方案相對傳統(tǒng)AMC方案有高達10.2%的頻譜效率增益和高達8dB的功率增益。

當終端移動速度降低到一定程度時，信道編碼抵抗衰落效果將會不明顯。衛(wèi)星鏈路具有大的環(huán)路延遲和緩慢的長衰落[9]，LTE標準中的TTI機制無法產(chǎn)生較好的時間分集效果。利用現(xiàn)有混合自動重傳請求(HARQ)的靈活性降低信道的相關(guān)性，把LTE發(fā)射機同一環(huán)路緩存中的數(shù)據(jù)映射到不同TTI中，達到時間分集的目的。

5結(jié)束語

第9篇：衛(wèi)星通信概述范文

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代通信 通信技術(shù) 遠洋船舶 應(yīng)用

現(xiàn)代通信技術(shù)是我國航海事業(yè)的重要組成部分，船舶安全航行和正常運營離不開現(xiàn)代通信技術(shù)，健全可靠的海事通信有利于保障海上生命安全?，F(xiàn)代海事通信技術(shù)與航海事業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)，近年來，隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展，遠洋船舶的現(xiàn)代通信也不斷發(fā)展，就目前而言，現(xiàn)代通信技術(shù)在遠洋船舶的應(yīng)用是遠洋船舶通信關(guān)注的焦點。

一、通信技術(shù)在遠洋船舶的發(fā)展歷程

在航海史上，船舶的定位、導(dǎo)航向來是十分重要的。從通信技術(shù)在遠洋船舶的發(fā)展歷程上來看，我國發(fā)明的指南針最早就應(yīng)用在航海上，從而使我國一度成為航海大國。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的通信技術(shù)已不適應(yīng)形勢發(fā)展的需要，由現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展而來的衛(wèi)星定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，逐步替代了這些古老而原始的手段?，F(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)具有：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等特點?，F(xiàn)代通信技術(shù)在遠洋船舶的發(fā)展，主要經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，第一階段是美國第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPS系統(tǒng)在遠洋船舶上的應(yīng)用；第二個發(fā)展階段是俄羅斯的GLONASS在遠洋船舶上的應(yīng)用；第三個發(fā)展階段是中國自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

二、現(xiàn)代通信技術(shù)在遠洋船舶的應(yīng)用

現(xiàn)代通信技術(shù)在遠洋船舶的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在三個方面，即船舶交通管理系統(tǒng)（VTS）、CCTV閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)和船舶自動識別系統(tǒng)（AIS），下文將逐一進行分析。

1.船舶交通管理系統(tǒng)（VTS）。船舶交通管理系統(tǒng)（VTS），該系統(tǒng)一般由雷達監(jiān)控系統(tǒng)、船舶數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及船舶交通服務(wù)指揮中心組成，輔以VHF通信系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、氣象系統(tǒng)等，在距離海岸25 nmile范圍內(nèi)，對船舶交通實施監(jiān)督、管理和控制并提供咨詢服務(wù)。對保障船舶交通安全、提高船舶通航效率、協(xié)調(diào)海上應(yīng)急救助和保護水域環(huán)境等具有重要作用。

2.CCTV閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)。CCTV閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，這是一個典型的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，整個系統(tǒng)包括圖像采集、信息傳輸、圖像處理三大子系統(tǒng)，由監(jiān)控攝像點、現(xiàn)場監(jiān)控站和監(jiān)控中心組成。在CCTV閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中，通過局域網(wǎng)各級管理人員可隨時了解各監(jiān)控點的現(xiàn)場情況，并對所需瀏覽圖像進行靈活編輯操作，通過網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳至上級海事主管部門。

3.船舶自動識別系統(tǒng)（AIS）。AIS由船載設(shè)備和岸基設(shè)施共同組成。船載設(shè)備是一種工作在VHF海上頻段的船載廣播式應(yīng)答器，岸基設(shè)施由基站、基站控制器、服務(wù)器、基站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和相應(yīng)的控制、應(yīng)用軟件組成，在遠洋船舶的現(xiàn)代通信中，通過AIS船舶監(jiān)測系統(tǒng)，可以準確定位在港船舶的位置坐標，查看船舶的詳細信息，并對多條船舶進行實時跟蹤定位，極大地提高船舶航行的安全。